CN208205136U - 一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及抽油烟机技术领域，尤其涉及一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，包括：电源电路、32位ARM、功率驱动电路、变频电机、电流采样电路；所述电源电路设置在壳体前端的外壁上，且电源电路与壳体通过贯穿固定方式相连接；所述32位ARM设置在壳体内部PCB板的一端，且32位ARM与壳体内部PCB板通过焊接方式相连接。本实用新型通过对变频电路的改进，具有电机转速可无级调速，充分提高静压，并且电机运行及整机全压效率高，容易做出大风量的抽油烟机整机以及能够应对各种复杂的排烟环境等优点，从而有效的解决了现有技术中存在的问题和不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及抽油烟机技术领域，尤其涉及一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置。
背景技术
抽油烟机的主要作用是排除厨房里的油烟和蒸汽，我们一般选购家用抽油烟机都是通过“风压和排风量”，利用这两个指标来判断抽油烟机的吸力。风压是指抽油烟机的排风量达到7m³/min的静压值，风压值越大，吸油烟机抗倒风能力越强、向外排烟效果越好。如果排烟管较长、距离公共烟道较远、所处楼层较高，则需要更大的风压，才能保证将烟气排出、防止油烟倒灌。而排风量是指静压值为零时吸油烟机单位时间的排风量，排风量越大，越能快速及时地将厨房里大量的油烟吸排干净。
而传统的交流风机抽油烟机，电机的调速范围小，风压小，遇到复杂的通风管道，油烟和蒸汽无法排出，并且交流电机的效率低，功耗大，整机的全压效率低，要做大风量的整机很困难，因此现有的抽油烟机风机存在风量小、风压小、全压效率低等诸多问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，以解决背景技术中提出的现有的抽油烟机风机存在风量小、风压小、全压效率低等问题和不足。
本实用新型的目的与功效，由以下具体技术方案所达成：
一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，包括：电源电路、32位ARM、功率驱动电路、变频电机、电流采样电路、壳体、顶盖、散热孔；所述电源电路设置在壳体前端的外壁上，且电源电路与壳体通过贯穿固定方式相连接；所述32位ARM设置在壳体内部PCB板的一端，且32位ARM与壳体内部PCB板通过焊接方式相连接；所述功率驱动电路设置在壳体内部PCB板的一端，且功率驱动电路与壳体内部的PCB板通过焊接方式相连接；所述变频电机设置在壳体的一侧；所述电流采样电路设置在壳体内部PCB板的中间位置，且电流采样电路与壳体内部的PCB板通过焊接方式相连接；所述顶盖设置在壳体的顶端，且顶盖与壳体通过螺栓固定方式相连接；所述散热孔位于壳体的两侧，且散热孔与壳体为一体式结构；所述壳体为矩形内凹状，且壳体的内部通过螺栓安装有印制线路板；所述壳体通过螺栓固定与顶盖设置为该装置的封装装置；所述壳体为矩形内凹状，且壳体的内部通过螺栓安装有PCB印制线路板，壳体采用绝缘阻燃塑料材料制成；所述壳体通过螺栓固定与顶盖设置为该装置的封装装置；所述电源电路与32位ARM、功率驱动电路及电流采样电路均通过焊接方式设置在壳体内部PCB板上，且壳体内部PCB板为独立安装装置。
优选的，所述电源电路为高效、低功耗开关电源，且电源电路提供装置所需的各种电压，所述电源电路分别与32位ARM、功率驱动电路及变频电机电连。
优选的，所述电流采样电路采样变频电机的三相线圈电流，且电流采样电路分别与32位ARM及变频电机电连，所述电流采样电路通过运算放大器放大后，MCU进行AD采样，得到的电流值Ia、Ib和Ic用作无感FOC算法的控制参数和过流保护参数。
优选的，所述32位ARM为32位ARM核的MCU处理器，且32位ARM内置12位AD采样单元及无感FOC算法软件，采样电流、电压、温度信号用于无感FOC算法和系统保护，内置的无感FOC软件，通过两次坐标变换，将AD采样得到的电流值Ia、Ib和Ic变换得到交轴电流Iq和直轴电流Id。
优选的，所述32位ARM具有6路带死区的PWM输出，且32位ARM内置位置估算软件、转矩调整软件、功率限制软件和速度限制软件，用于驱动功率驱动电路去控制变频电机。
优选的，所述位置估算软件，可计算出变频电机转子的位置eAngle和速度Speed。
优选的，所述转矩调整软件预设步骤为：
A：先设定转矩SetIq的值；
B：根据errIq=setIq-Iq，得到当前转矩误差errIq；
C：通过PID算法得到交轴电压Vq；
D：通过Vq计算控制电机所需的PWM占空比。
优选的，所述功率限制软件用于计算当前电机的输入功率，调整设定转矩，保证输入功率在被限制的范围内，其步骤为：
A：先预设最大功率值SetPower；
B：根据Power=K*Iq*Vq，计算当前功率，其中K为功率计算系数；
C：根据errPower=SetPower-Power，得到当前功率误差；
D：通过PID算法得到设定转矩SetIq。
优选的，所述速度限制软件利用位置估算软件得到的电机的速度Speed，限制电机运行的最高速度在一定的范围内，保证系统的噪声在可接受的范围内。
优选的，所述功率驱动电路通过转矩调整软件得到的PWM信号来控制变频电机运行。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、本实用新型通过采用变频技术，电机转速可以无级调速，能够最大限度的提高静压，并且能够应对各种复杂的排烟环境。
2、本实用新型通过采用变频电机，电机运行的效率高，整机的全压效率高，且容易做出大风量的抽油烟机整机。
3、本实用新型通过对变频电路的改进，具有电机转速可无级调速，充分提高静压，并且电机运行及整机全压效率高，容易做出大风量的抽油烟机整机以及能够应对各种复杂的排烟环境等优点，从而有效的解决了现有技术中存在的问题和不足。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的顶盖结构示意图。
图3为本实用新型的电路运行结构示意图。
图中：电源电路1、32位ARM2、功率驱动电路3、变频电机4、电流采样电路5、壳体6、顶盖7、散热孔601。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：
一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，包括：电源电路1、32位ARM2、功率驱动电路3、变频电机4、电流采样电路5、壳体6、顶盖7、散热孔601；电源电路1设置在壳体6前端的外壁上，且电源电路1与壳体6通过贯穿固定方式相连接；32位ARM2设置在壳体6内部PCB板的一端，且32位ARM2与壳体6内部PCB板通过焊接方式相连接；功率驱动电路3设置在壳体6内部PCB板的一端，且功率驱动电路3与壳体6内部的PCB板通过焊接方式相连接；变频电机4设置在壳体6的一侧；电流采样电路5设置在壳体6内部PCB板的中间位置，且电流采样电路5与壳体6内部的PCB板通过焊接方式相连接；顶盖7设置在壳体6的顶端，且顶盖7与壳体6通过螺栓固定方式相连接；散热孔601位于壳体6的两侧，且散热孔601与壳体6为一体式结构；壳体6为矩形内凹状，且壳体6的内部通过螺栓安装有印制线路板；壳体6通过螺栓固定与顶盖7设置为该装置的封装装置；壳体6为矩形内凹状，且壳体6的内部通过螺栓安装有PCB印制线路板，壳体6采用绝缘阻燃材料制成；壳体6通过螺栓固定与顶盖7设置为该装置的封装装置；电源电路1与32位ARM2、功率驱动电路3及电流采样电路5均通过焊接方式设置在壳体6内部PCB板上，且壳体6内部PCB板为独立安装装置。
具体的，电源电路1为高效、低功耗开关电源，且电源电路1提供装置所需的各种电压，电源电路1分别与32位ARM2、功率驱动电路3及变频电机4电连。
具体的，电流采样电路5采样变频电机4的三相线圈电流，且电流采样电路5分别与32位ARM2及变频电机4电连，并且电流采样电路5通过运算放大器放大后，MCU进行AD采样，得到的电流值Ia、Ib和Ic用作无感FOC算法的控制参数和过流保护参数。
具体的，32位ARM2为32位ARM核的MCU处理器，且32位ARM2内置12位AD采样单元及无感FOC算法软件，采样电流、电压、温度信号用于无感FOC算法和系统保护，内置的无感FOC软件，通过两次坐标变换，将AD采样得到的电流值Ia、Ib和Ic变换得到交轴电流Iq和直轴电流Id。
具体的，32位ARM2具有6路带死区的PWM输出，且32位ARM2内置位置估算软件、转矩调整软件、功率限制软件和速度限制软件，用于驱动功率驱动电路3去控制变频电机4。
具体的，位置估算软件，可计算出变频电机转子的位置eAngle和速度Speed。
具体的，转矩调整软件预设步骤为：
A：先设定转矩SetIq的值；
B：根据errIq=setIq-Iq，得到当前转矩误差errIq；
C：通过PID算法得到交轴电压Vq；
D：通过Vq计算控制电机所需的PWM占空比。
具体的，功率限制软件用于计算当前电机的输入功率，调整设定转矩，保证输入功率在被限制的范围内，其步骤为：
A：先预设最大功率值SetPower；
B：根据Power=K*Iq*Vq，计算当前功率，其中K为功率计算系数；
C：根据errPower=SetPower-Power，得到当前功率误差；
D：通过PID算法得到设定转矩SetIq。
具体的，速度限制软件利用位置估算软件得到的电机的速度Speed，限制电机运行的最高速度在一定的范围内，保证系统的噪声在可接受的范围内。
具体的，所述功率驱动电路3通过转矩调整软件得到的PWM信号来控制变频电机4运行。
具体使用方法与作用：
该装置的使用原理：首先由电源电路1分别向32位ARM2与功率驱动电路3及变频电机4给电，然后变频电机4在运转过程中的三相线圈电流由电流采样电路5进行采样，并反馈至32位ARM2处经过处理后由功率驱动电路3发送至变频电机4进行无级调速。
综上所述：该一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，通过采用变频技术，电机转速可以无级调速，能够最大限度的提高静压，并且能够应对各种复杂的排烟环境；通过采用变频电机，电机运行的效率高，整机的全压效率高，且容易做出大风量的抽油烟机整机；通过对变频电路的改进，具有电机转速可无级调速，充分提高静压，并且电机运行及整机全压效率高，容易做出大风量的抽油烟机整机以及能够应对各种复杂的排烟环境等优点，从而有效的解决了现有技术中存在的问题和不足。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，包括：电源电路（1）、32位ARM（2）、功率驱动电路（3）、变频电机（4）、电流采样电路（5）、壳体（6）、顶盖（7）、散热孔（601）；其特征在于：所述电源电路（1）设置在壳体（6）前端的外壁上，且电源电路（1）与壳体（6）通过贯穿固定方式相连接；所述32位ARM（2）设置在壳体（6）内部PCB板的一端，且32位ARM（2）与壳体（6）内部PCB板通过焊接方式相连接；所述功率驱动电路（3）设置在壳体（6）内部PCB板的一端，且功率驱动电路（3）与壳体（6）内部的PCB板通过焊接方式相连接；所述变频电机（4）设置在壳体（6）的一侧；所述电流采样电路（5）设置在壳体（6）内部PCB板的中间位置，且电流采样电路（5）与壳体（6）内部的PCB板通过焊接方式相连接；所述顶盖（7）设置在壳体（6）的顶端，且顶盖（7）与壳体（6）通过螺栓固定方式相连接；所述散热孔（601）位于壳体（6）的两侧，且散热孔（601）与壳体（6）为一体式结构；所述壳体（6）为矩形内凹状，且壳体（6）的内部通过螺栓安装有PCB印制线路板，壳体（6）采用绝缘阻燃材料制成；所述壳体（6）通过螺栓固定与顶盖（7）设置为该装置的封装装置；所述电源电路（1）与32位ARM（2）、功率驱动电路（3）及电流采样电路（5）均通过焊接方式设置在壳体（6）内部PCB板上，且壳体（6）内部PCB板为独立安装装置。
2.根据权利要求1所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述电源电路（1）为高效、低功耗开关电源，且电源电路（1）提供装置所需的各种电压，所述电源电路（1）分别与32位ARM（2）、功率驱动电路（3）及变频电机（4）电连。
3.根据权利要求1所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述电流采样电路（5）采样变频电机（4）的三相线圈电流，且电流采样电路（5）分别与32位ARM（2）及变频电机（4）电连，所述电流采样电路（5）通过运算放大器放大后，MCU进行AD采样，得到的电流值Ia、Ib和Ic用作无感FOC算法的控制参数和过流保护参数。
4.根据权利要求1所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述32位ARM（2）为32位ARM核的MCU处理器，且32位ARM（2）内置12位AD采样单元及无感FOC算法软件，采样电流、电压、温度信号用于无感FOC算法和系统保护，内置的无感FOC软件，通过两次坐标变换，将AD采样得到的电流值Ia、Ib和Ic变换得到交轴电流Iq和直轴电流Id。
5.根据权利要求1所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述32位ARM（2）具有6路带死区的PWM输出，且32位ARM（2）内置位置估算软件、转矩调整软件、功率限制软件和速度限制软件，用于驱动功率驱动电路（3）去控制变频电机（4）。
6.根据权利要求5所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述位置估算软件，可计算出变频电机转子的位置eAngle和速度Speed。
7.根据权利要求5所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述转矩调整软件预设步骤为：
A：先设定转矩SetIq的值；
B：根据errIq=setIq-Iq，得到当前转矩误差errIq；
C：通过PID算法得到交轴电压Vq；
D：通过Vq计算控制电机所需的PWM占空比。
8.根据权利要求5所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述功率限制软件用于计算当前电机的输入功率，调整设定转矩，保证输入功率在被限制的范围内，其步骤为：
A：先预设最大功率值SetPower；
B：根据Power=K*Iq*Vq，计算当前功率，其中K为功率计算系数；
C：根据errPower=SetPower-Power，得到当前功率误差；
D：通过PID算法得到设定转矩SetIq。
9.根据权利要求5所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于：所述速度限制软件利用位置估算软件得到的电机的速度Speed，限制电机运行的最高速度在一定的范围内，保证系统的噪声在可接受的范围内。
10.根据权利要求5所述的一种抽油烟机变频风机恒转矩控制装置，其特征在于： 所述功率驱动电路（3）通过转矩调整软件得到的PWM信号来控制变频电机（4）运行。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111637503A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-08 | 广东万家乐燃气具有限公司 | 一种吸油烟机的风机控制方法、控制装置和吸油烟机 |
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2018
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Cited By (2)
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| CN111637503A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-08 | 广东万家乐燃气具有限公司 | 一种吸油烟机的风机控制方法、控制装置和吸油烟机 |
| CN111637503B (zh) * | 2020-06-16 | 2022-03-08 | 广东万家乐燃气具有限公司 | 一种吸油烟机的风机控制方法、控制装置和吸油烟机 |
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